Skip to main content

Article Category

Wiadomości

Article available in the folowing languages:

Dywersyfikacja genów roślinnych w celu zwiększenia odporności

Zastosowanie pestycydów w rolnictwie można by ograniczyć poprzez wprowadzenie zróżnicowanych nasion, które są bardziej odporne na szkodniki występujące powszechnie na danym obszarze. Odkrycia dokonali ekologowie z Uniwersytetu w Zurychu, Szwajcaria, którzy wykorzystali kontr...

Zastosowanie pestycydów w rolnictwie można by ograniczyć poprzez wprowadzenie zróżnicowanych nasion, które są bardziej odporne na szkodniki występujące powszechnie na danym obszarze. Odkrycia dokonali ekologowie z Uniwersytetu w Zurychu, Szwajcaria, którzy wykorzystali kontrolowane doświadczenia w połączeniu z obserwacjami naturalnych populacji roślin i ich szkodników, aby wykazać, jak utrzymywana jest różnorodność genetyczna w mechanizmach obronnych roślin. Naukowcy wykazali, że populacje podobnych gatunków roślin wytwarzają specyficzne mechanizmy obronne, które są skuteczne przeciwko najbardziej dominującym szkodnikom w lokalnym zbiorowisku. W konsekwencji zróżnicowanie lokalnego zbiorowiska szkodników może utrzymać różnorodność genetyczną roślin na dużą skalę geograficzną. Ekologowie Tobias Züst i Lindsay Turnbull z Uniwersytetu w Zurychu połączyli swoje siły z kolegami z Kalifornii w USA oraz z Wlk. Brytanii. Wspólnie zademonstrowali wagę różnorodności w zbiorowiskach roślinożerców. Organizmy roślinożerne, takie jak mszyce, są źródłem zmartwień - są w stanie zniszczyć rośliny, a przez to istotnie zredukować plony upraw. Aczkolwiek wedle wyników badań mogą również odgrywać znaczącą rolę w utrzymywaniu różnorodności genetycznej. Naukowcy posłużyli się swoją "rośliną testową" Arabidopsis thaliana, znaną również jako rzodkiewnik pospolity. Zdaniem Züsta prace te są jednymi z pierwszych doświadczalnych potwierdzeń teorii, która liczy sobie już około 40 lat i dotyczy wywierania przez insekty roślinożerne silnej presji selektywnej na rośliny żywicielskie. Badacze zauważyli, że rośliny szybko porzucały mechanizmy obronne pod nieobecność szkodników, potwierdzając tym samym wysokie koszty tych mechanizmów. Rzodkiewnik pospolity, podobnie jak wiele innych roślin, broni się przed szkodnikami za pomocą wyrafinowanego arsenału chemicznego własnej produkcji. Szkodniki z kolei wytwarzają własne mechanizmy, które ewoluują z pokolenia na pokolenie, umożliwiając im tolerowanie lub metabolizowanie konkretnych komponentów chemicznych. To oznacza, że w zależności od przewagi poszczególnego gatunku szkodnika, optymalną ochronę zapewniają różne związki chemiczne, a więc roślina wytwarza starannie dostosowany koktajl, który jest skuteczny przeciwko najbardziej prawdopodobnym napastnikom. Dlatego pierwszym krokiem naukowców było przeanalizowanie rozkładu rozmaitych, chemicznych mechanizmów obronnych w naturalnych populacjach Arabidopsis thaliana w Europie i porównanie wyników z rozmieszczeniem geograficznych dwóch najważniejszych gatunków szkodników: mszycy kapuścianej i kapustnicy wielożernej. "Istnieje naturalna różnorodność chemicznych mechanizmów obronnych, która jest kontrolowana genetycznie - wyjaśnia Züst - i ta różnorodność utrzymywana jest przez różnorodność geograficzną w składzie zbiorowisk mszyc. Różnorodność genetyczna to surowiec ewolucji [...] zatem utrzymanie różnorodności genetycznej ma zasadnicze znaczenie, jeżeli populacje mają stawić czoła przyszłym zmianom środowiskowym, takim jak zmiany klimatu czy degradacja środowiska". W populacjach kontrolnych, nienarażonych na żerowanie mszyc, niektóre ze skutecznych genotypów z populacji mszyc zostały utracone. Zdaniem dr Turnbull, stało się tak, ponieważ mechanizmy obronne są kosztowne dla roślin i często uruchamiane są kosztem wzrostu: "Różnorodność genetyczna została utrzymana jedynie pośród różnych zaprawień. W ramach tego samego zaprawienia większość różnorodności została utracona. W populacjach kontrolnych oznacza to utratę bronionych genotypów, bowiem inwestycja w kosztowne mechanizmy obronne nie przynosi roślinie korzyści". Obecnie różnorodność genetyczna wielu gatunków roślin ulega stopniowej utracie. Rośliny uprawne na przykład są selekcjonowane pod kątem szybkiego wzrostu i maksymalnych plonów kosztem naturalnych mechanizmów obronnych, co sprawia, że zastosowanie pestycydów staje się nieuniknione. W przyszłości odkrycia będzie można wykorzystać do opracowania zróżnicowanych nasion o zwiększonej odporności na specyficzne, lokalne zbiorowości szkodników, ograniczając przez to zastosowanie pestycydów.Więcej informacji: Uniwersytet w Zurychu: http://www.uzh.ch/index_en.html European Biosafety Association: http://www.ebsaweb.eu/

Kraje

Szwajcaria

Powiązane artykuły